기어비 계산기
계산 결과
기어비
- 총감속비
- 12.129
- 속도(mph)
- 19.1 mph
- 속도(km/h)
- 30.8 km/h
- 바퀴 회전수(RPM)
- 247 rpm
기어비 계산기는 기어 잇수와 종감속비, 타이어 지름으로 기어비와 총감속비를 구하고, 그 조합이 특정 엔진 회전수에서 내는 주행 속도를 알려 주는 도구입니다. 기어비는 피동 기어 잇수를 구동 기어 잇수로 나눈 값이고, 총감속비는 거기에 액슬 기어비를 곱한 값입니다. 12개가 41개를 돌리고 액슬이 3.55라면 기어비는 3.417, 총감속비는 12.129입니다. 속도를 정하는 것은 총감속비이지 기어비가 아닙니다. 변속기 안의 한 쌍만 바꾸고 액슬을 그대로 두면 두 값이 따로 움직이므로, 지금 어느 쪽을 읽고 있는지 확인해야 합니다. 비율이 1보다 크면 감속이고 1보다 작으면 증속입니다. 참고 표는 흔한 액슬 기어비마다 130 km/h 순항 회전수와 1,000 rpm당 속도를 정리했습니다.
액슬 기어비별 순항 회전수와 속도
| 액슬 기어비 | 130 km/h 시 엔진 회전수 | 1,000 rpm당 속도(km/h) |
|---|---|---|
| 2.73 | 2851 | 45.6 |
| 3.08 | 3217 | 40.4 |
| 3.23 | 3373 | 38.5 |
| 3.42 | 3572 | 36.4 |
| 3.55 | 3707 | 35.1 |
| 3.73 | 3895 | 33.4 |
| 4.1 | 4282 | 30.4 |
| 4.56 | 4762 | 27.3 |
| 4.88 | 5096 | 25.5 |
모든 줄은 같은 차를 가정합니다. 변속기는 1:1 단에 있어 변속기 감속이 들어 있지 않고, 타이어 지름은 26인치입니다. 가운데 열을 읽으면 액슬 기어비를 바꿨을 때 130 km/h 순항 회전수가 어떻게 변하는지 보입니다. 3.55에서 4.10으로 가면 같은 속도에서 엔진 회전수가 약 15% 올라갑니다. 마지막 열은 1,000 rpm으로 갈 수 있는 속도이고, 두 후보를 가장 빠르게 비교하는 방법입니다.
공식
기어비 = 피동 기어 잇수 ÷ 구동 기어 잇수; 총감속비 = 기어비 × 액슬 기어비
- driveTeeth
- 구동 기어의 잇수(입력 측)
- drivenTeeth
- 피동 기어의 잇수(출력 측)
- finalDrive
- 액슬 기어비(예: 3.55)
- tireDiameter
- 타이어의 전체 지름(인치)
- engineRpm
- 엔진 회전수(rpm)
액슬 기어비를 바꾸면 순항 회전수가 어떻게 변하는지 알고 싶을 때, 또는 같은 엔진으로 더 긴 기어를 넣었을 때 최고 속도가 얼마나 늘어나는지 가늠할 때 씁니다. 피동 기어 잇수를 구동 기어 잇수로 나누는 방향을 반대로 하면 0.29 같은 그럴듯한 소수가 나오므로 주의해야 합니다. 비율이 1보다 크면 회전수가 줄고 토크가 커집니다.
계산 예시
1단: 12개가 41개를, 액슬 3.55
- 기어비: 41 ÷ 12 = 3.417
- 총감속비: 3.417 × 3.55 = 12.129
- 3,000 rpm에서 바퀴 회전수: 3,000 ÷ 12.129 = 247 rpm
- 26인치 타이어의 둘레: π × 26 = 81.68인치
- 속도: 247 × 81.68 = 20,175인치/분 = 19.1 mph
- km/h로: 19.1 × 1.609344 = 30.8
1단에서는 총감속비가 12를 넘기 때문에 3,000 rpm을 다 써도 시속 30 km 남짓입니다. 변속기가 여러 단을 두는 이유가 여기 있습니다.
1:1 단에 액슬도 1:1
- 기어비: 20 ÷ 20 = 1.000
- 총감속비: 1.000 × 1.00 = 1.000
- 3,000 rpm에서 바퀴도 3,000 rpm
- 속도: 3,000 × 81.68 = 245,040인치/분 = 232 mph
- km/h로: 232 × 1.609344 = 373.4
감속이 하나도 없는 가상의 조합입니다. 바퀴가 엔진과 같은 속도로 돌면 시속 370 km가 넘지만, 실제 엔진은 그 회전수에서 그만한 토크를 내지 못합니다.
오버드라이브: 34개가 29개를, 액슬 3.08
- 기어비: 29 ÷ 34 = 0.853
- 총감속비: 0.853 × 3.08 = 2.627
- 2,200 rpm에서 바퀴 회전수: 2,200 ÷ 2.627 = 837 rpm
- 30.5인치 타이어의 둘레: π × 30.5 = 95.82인치
- 속도: 837 × 95.82 = 80,201인치/분 = 76 mph
- km/h로: 76 × 1.609344 = 122.3
기어비가 0.853으로 1보다 작으면 증속입니다. 같은 엔진 회전수로 더 빨리 가는 대신 바퀴에 전달되는 토크가 줄어듭니다.
한계
이 계산기는 타이어를 기하학적 원으로 봅니다. 실제 타이어는 하중을 받으면 눌려서 구름 반지름이 기하 반지름보다 1%에서 3% 작아지므로, 실제 속도는 여기서 나온 값보다 조금 낮습니다. 타이어 지름은 같은 규격이라도 림 폭에 따라 조금씩 달라지고, 마모되면 더 작아집니다. 참고 표는 변속기가 1:1 단에 있고 타이어가 26인치라는 두 가지 가정 위에 세워진 값이라, 다른 단이나 다른 타이어를 끼운 차에는 그대로 적용되지 않습니다. 엔진이 그 회전수에서 낼 수 있는 토크가 충분한지는 이 페이지가 답하지 않습니다.
자주 묻는 질문
- 기어비는 어떻게 계산하나요?
- 피동 기어 잇수를 구동 기어 잇수로 나눕니다. 12개가 41개를 돌리면 41 ÷ 12 = 3.417입니다. 방향을 반대로 하면 0.293이 나오는데, 그 값도 그럴듯해 보이므로 어느 쪽이 입력인지 확인해야 합니다.
- 총감속비와 기어비는 무엇이 다른가요?
- 총감속비는 기어비에 액슬 기어비를 곱한 값입니다. 3.417에 3.55를 곱하면 12.129입니다. 실제 주행 속도를 정하는 것은 총감속비이고, 변속기 안의 한 쌍만 바꾸면 두 값이 따로 움직입니다.
- 액슬 기어비를 바꾸면 회전수가 얼마나 변하나요?
- 같은 속도에서 회전수는 기어비에 정비례합니다. 3.55에서 4.10으로 바꾸면 4.10 ÷ 3.55 = 1.155라서 순항 회전수가 약 15% 올라갑니다. 가속은 좋아지고 연비와 소음은 나빠지는 맞바꿈입니다.
- 타이어 지름은 왜 필요한가요?
- 같은 엔진 회전수라도 바퀴가 클수록 한 바퀴에 더 멀리 가기 때문입니다. 지름이 26인치에서 30.5인치로 커지면 둘레가 17% 길어져 같은 회전수에서 속도도 그만큼 빨라집니다. 그래서 타이어를 키우면 속도계가 실제보다 느리게 나옵니다.
- 표의 값은 어떤 조건에서 계산한 것인가요?
- 변속기가 1:1 단에 있고 타이어가 26인치라는 가정입니다. 그래서 표의 회전수에는 변속기 감속이 들어 있지 않습니다. 자기 차의 타이어 지름이 다르면 계산기에 직접 넣어 확인하는 편이 정확합니다.
참고 문헌
- NIST Guide to the SI, Special Publication 811 — 미국 표준기술연구소의 SI 사용 지침 — US National Institute of Standards and Technology
- The International System of Units (SI Brochure) — 국제단위계(SI) 해설서 — Bureau International des Poids et Mesures